JP3051354U - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業員が防護マスクを正しく装着し、かつレ
ーザートーチの先端を被加工物へ接触させると、自動的
にレーザー光が発生して、レーザー加工が行われるよう
にする。 【解決手段】 レーザートーチ１３と、被加工物２４に
対する給電手段２５とを、作業員が顔面シールド板５を
装着することによって閉じられるようになっているスタ
ートスイッチ１１、１２、並びにレーザー発振器１９を
介して直列に接続し、作業員が前記顔面シールド板５を
装着することによってスタートスイッチ１１、１２を閉
じさせた状態で、かつレーザートーチ１３の先細ノズル
１６の先端と前記給電手段２５とを被加工物２４に接触
させると、前記レーザー発振器１９へ電源からの電流を
送って、これを発振させるように回路構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、簡便に、かつ安全に使用しうる光ファイバー導光式レーザー加工装 置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

レーザー発振器により発生したレーザー光を、光ファイバーをもって加工点に 導き、切断や溶接等の加工を行なうようにしたレーザー加工装置においては、レ ーザー光の焦点を、被加工物に対して、常に正しく結ばせることが必要である。

【０００３】 また加工用レーザー光は、エネルギーが極めて大であるため、安全面において も、格段の注意を払う必要がある。 そのため従来は、レーザートーチを、自動装置によって、被加工物と所要の関 係位置に保ちつつ移動させて、加工するようにしているのが一般的である。 さらに、作業員が防護マスクを正しく装着した際にのみ、レーザートーチから レーザー光が発射されるようにすると、安全性は向上する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

レーザートーチを、自動装置をもって、被加工物と所定の関係位置を保持させ つつ移動させるようにするためには、当然、装置が大型化かつ複雑化して、高価 となり、またその取扱いは簡単ではなく、かつ少量の加工には、極めて非能率的 である。

【０００５】 本考案は、作業員が防護マスクを頭部へ正しく装着し、その顔面シールド板を 下向回動させて、顔面の直前を被うか、あるいはこの状態で、開閉式眼部シール ド板を閉じ、かつレーザートーチの光端を被加工物へ接触させると、レーザー光 が自動的に発生し、かつレーザー光の焦点が自動的に正しく被加工部へ結ぶよう にした、安全かつ取扱いの容易なレーザー加工装置を提供することを目的とする ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本考案のレーザー加工装置は、次のように構成され ている。 （１）前端に先細ノズルを備える把持筒内に、レーザー発振器で発生したレーザ ー光を導く光ファイバーの出射端を設け、この出射端より出たレーザー光が、前 記先細ノズルの前端面付近において焦点を結ぶようにしたレーザートーチと、被 加工物に対する給電手段とを、作業員が顔面シールド板を装着することによって 閉じられるようになっているスタートスイッチ、並びに前記レーザー発振器を介 して直列に接続し、作業員が前記顔面シールド板を装着することによってスター トスイッチを閉じさせた状態で、かつ前記レーザートーチの先細ノズルの先端と 前記給電手段とを被加工物に接触させると、前記レーザー発振器へ電源からの電 流を送って、これを発振させるように回路構成する。

【０００７】 （２）上記(１)項において、把持筒内に集光レンズを設けるとともに、前記光フ ァイバーの出射端をこの集光レンズの後方に設けることにより、前記出射端から 出たレーザー光が、先細ノズルの前端面付近において焦点を結ぶようにする。

【０００８】 （３）上記(１)または(２)項において、給電手段を、被加工物の一部へ挟着しう る給電クリップとする。

【０００９】 （４）上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、スタートスイッチを、防護マスク における顔面シールド板を上向回動させて開くと開き、作業員の顔面を覆うよう に前記顔面シールド板を下向回動させると閉じるようになっているものとする。

【００１０】 （５）上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、スタートスイッチを、作業員が、 その顔面を覆うように顔面シールド板を下向回動させた状態で、眼部シールド板 を開くと開き、眼部シールド板を閉じると閉じるようになっているものとする。

【００１１】 （６）上記(５)項において、顔面シールド板によって作動させられるスタートス イッチと、眼部シールド板によって作動させられるスタートスイッチとを、直列 に接続する。

【００１２】 （７）上記(１)〜(６)項のいずれかにおいて、給電手段とレーザー発振器との間 に、準備スイッチを設ける。

【００１３】 （８）上記(７)項において、準備スイッチを、作業員が防護マスクを被ると閉じ るようにして、防護マスクに取付ける。

【００１４】 （９）上記(７)項において、準備スイッチを、レーザートーチの一部に設ける。

【００１５】 （10）上記(１)〜(９)項のいずれかにおいて、防護マスクにおける各スイッチを 結ぶ回路の途中に無線送信器を、また電手段とレーザー発振器を結ぶ回路の途中 に、前記無線送信器からの電波を受信しうる無線受信器を設ける。

【００１６】

【作用】

作業員が防護マスクを正しく装着してから、レーザートーチの前端を被加工物 に当接させると、レーザー発振器が自動的に作動して、レーザー光を発生すると ともに、その焦点は、自動的に正しく被加工点に結ばれる。

【００１７】

【考案の実施の形態】

図１は、本考案の実施に使用される溶接用防護マスク(１)の一例を示す。 この防護マスク(１)は、基本的には、公知のものと同様であり、作業員の頭部 へ嵌合される嵌合環(２)と、この嵌合環(２)と一体をなし、かつ作業員の頭部の 上面に被せられる吊支バンド(３)と、嵌合環(２)の両側部に、左右方向を向く取 付軸(４)をもって両側上部が枢支された、縦長半円筒状の顔面シールド板(５)と を備えている。

【００１８】 顔面シールド板(５)の前面要所には眼部窓枠(６)が設けられ、眼部窓枠(６)の 上面には、左右方向を向く枢軸(８)をもって、開閉式眼部シールド板(７)の上縁 が枢支されている。

【００１９】 眼部シールド板(７)の一側縁と、顔面シールド板(５)の前面における枢軸(８) のやや下方とに亘って、引張りばね(９)が張設され、眼部シールド板(７)を全開 もしくは全閉すると、引張りばね(９)の作用線は、枢軸(８)を通過してその上下 に移動し、眼部シールド板(７)は、全開または全閉状態が弾性保持されるように なっている。

【００２０】 吊支バンド(３)の中央部下面には、押しボタン式の準備スイッチ(10)が取付け られている。準備スイッチ(10)は、作業員が吊支バンド(３)を被ると、その頭の 頂面により押されて閉じるようになっている。

【００２１】 一側の取付軸(４)の後方において、嵌合環(２)の側面には、傾斜片式の第１ス タートスイッチ(11)が取付けられている。

【００２２】 顔面シールド板(５)を取付軸(４)まわりに上向回動させると、第１スタートス イッチ(11)の傾斜片(11a)は顔面シールド板(５)の側端縁(5a)により押されて、 第１スタートスイッチ(11)は開き、また、顔面シールド板(５)を下向回動させて 作業員の顔面を覆うと、傾斜片(11a)は押されることなく突出し、第１スタート スイッチ(11)の接点は閉じるようになっている。

【００２３】 眼部窓枠(６)の一方の側壁の内側には、マイクロスイッチからなる第２スター トスイッチ(12)が取付けられている。眼部シールド板(７)を上向回動させて開く と、眼部シールド板(７)は第２スタートスイッチ(12)の作動突子(12a)から離れ て、第２スタートスイッチ(12)を開き、眼部シールド板(７)を閉じると、作動突 子(12a)は押されて、第２スタートスイッチ(12)は閉じるようになっている。

【００２４】 準備スイッチ(10)、第１スタートスイッチ(11)および第２スタートスイッチ(1 2)は、直列に接続されて、溶接準備を完了させるものであるが、その詳細につい ては後述する。

【００２５】 図２は、上記防護マスク(１)を備える本考案のレーザー溶接装置の一例を示す 斜視図、図３は、同じく回路図である。

【００２６】 図２および図３における(13)はレーザートーチで、内部に適宜の集光レンズ(1 4)を備える把持筒(15)の前端に先細ノズル(16)を設け、かつ把持筒(15)の一側に 、把持筒(15)の軸線とほぼ直交するようにして突出する把手(17)を設けて構成さ れている。

【００２７】 保持筒(15)内には、その後端より可撓チューブ(18)の先端部が挿入されている 。

【００２８】 可撓チューブ(18)内には、レーザー発振器(19)から出た光ファイバー(20)と、 レーザーコントロール電源(21)から出た制御線(22)が挿入されている。光ファイ バー(20)の出射端(20a)は、把持筒(15)内における集光レンズ(14)の直後に位置 している。 制御線(22)の先端(22a)は把持筒(15)の一部に接続されている。

【００２９】 防護マスク(１)における準備スイッチ(10)の出力接点(10a)から出た導線(23) の先端には、金属である被加工物(24)の適所に挟着しうる給電クリップ(25)が止 着されている。

【００３０】 準備スイッチ(10)、第１スタートスイッチ(11)および第２スタートスイッチ(1 2)は、導線(26)をもって、その順に直列に接続され、第２スタートスイッチ(12) の入力接点(12a)は、導線(27)をもって、レーザーコントロール電源(21)に接続 されている。

【００３１】 次に、作用について説明する。 給電クリップ(25)を被加工物(24)の適所へ挟着させてから、作業員は防護マス ク(１)を着用し、その頭の頂面をもって、準備スイッチ(10)を閉じさせる。

【００３２】 ついで、顔面シールド板(５)および眼部シールド板(７)を下向回動させて閉じ ると、直列に接続されているスイッチ(10)(11)(12)は、導線(27)をもって、レー ザーコントロール電源(21)に接続される。

【００３３】 この状態で、レーザートーチ(13)の把持筒(15)の先細ノズル(16)の先端を、被 加工物(24)における溶接部付近へ接触させる。 すると、レーザーコントロール電源(21)の回路は形成されて、レーザー発振器 (19)へ電流が送られ、レーザー発振器(19)は作動させられて、レーザー光が発生 する。

【００３４】 このレーザー光は、光ファイバー(20)の出射端(20a)より出射し、集光レンズ( 14)を経て、被加工物(24)における溶接しようとする個所で焦点を結ぶ。 従って、レーザートーチ(13)を被加工物(24)の表面に当接させつつ移動させる ことにより、簡単かつ安全に溶接を行うことができる。

【００３５】 レーザーコントロール電源(21)の回路を形成するための準備スイッチ(10)を、 防護マスク(１)の吊支バンド(３)に取付ける代わりに、レーザートーチ(13)の把 手(17)の一部に、あるいは防護マスク(１)から離れた適宜の場所に取付けてもよ い。

【００３６】 図４は、図２、図３に示した、防護マスク(１)の吊支バンド(３)の下面中央に おける準備スイッチ(10)を廃し、その代わりに、レーザートーチ(13)の把手(17) に取付けた引き金式準備スイッチ(28)を示している。なお図４において、図２、 図３と同様の部分には同一の符号を付すにとどめて、その説明は省略する。

【００３７】 給電クリップ(25)と第１スタートスイッチ(11)とは、把手(17)に設けた引き金 式準備スイッチ(28)を介して接続されている。その他は、図２、図３と同様であ る。

【００３８】 このようにすれば、防護マスク(１)の吊支バンド(３)に取付けた準備スイッチ (10)に比して、確実に準備スイッチ(28)を作動させることができ、かつ直接に作 業を始める状態とならないと、レーザー発振器(19)は作動することはないので、 安全性は高くなる。

【００３９】 上記実施例では、顔面シールド板(５)の開閉により、で作動させられる第１ス タートスイッチ(11)と、眼部シールド板(７)の開閉により作動させられる第２ス タートスイッチ(12)とを、直列に接続して設け、これらが共に閉じたとき、レー ザー光が発生するようにしたが、スタートスイッチは、上記の中のいずれか一方 のみとすることもある。

【００４０】 防護マスク(１)における各スイッチ(10)(11)(12)とレーザーコントロール電源 (21)とを導線(27)で接続する代わりに、これらを、無線式に接続するようにして もよい。

【００４１】 図５は、このようにしたものの一例を示す。 防護マスク(１)における各スイッチ(10)(11)(12)を直列に結ぶ導線(26)の途中 に無線送信器(29)を、また給電クリップ(25)とレーザーコントロール電源(21)と を結ぶ導線(23)の途中に、無線送信器(29)からの電波を受信しうる無線受信器(3 0)を設けてある。その他は、図３と同様である。

【００４２】 図５のようにすると、配線が邪魔になることは少く、作業性は向上する。

【００４３】

【考案の効果】

（ａ）作業員が防護マスクを正しく装着して、レーザートーチの先端を、被加工 物へ確実に接触させた時に、レーザー光は自動的に発生するので、作業は簡単で あり、かつ不適切な状態でレーザー光が照射されることはなく、安全である。

【００４４】 （ｂ）レーザー光の焦点は、ノズルの前端、すなわち被加工物の要所において、 自動的に正しく結ばれるので、切断もしくは溶接等の加工が、確実かつ適切に行 われる。

【００４５】 （ｃ）レーザー光が、把持筒およびノズルにより完全に遮蔽されるので、安全で ある。

【００４６】 （ｄ）ノズルの前端を被加工物と当接したままでレーザー加工が行われるので、 レーザートーチの移動を、確実かつ容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のレーザー加工装置における防護マスク
の斜視図である。

【図２】本考案のレーザー加工装置の概要を略示する斜
視図である。

【図３】図２に示すものの回路図である。

【図４】図３とは異なる例を示す回路図である。

【図５】図４とはさらに異なる回路図である。

【符号の説明】

(１)防護マスク (２)嵌合環 (３)吊支バンド (４)取付軸 (５)顔面シールド板 (5a)側端縁 (６)眼部窓枠 (７)眼部シールド板 (８)枢軸 (９)引張りばね (10)準備スイッチ (10a)出力接点 (11)第１スタートスイッチ (11a)傾斜片 (12)第２スタートスイッチ (12a)入力接点 (13)レーザートーチ (14)集光レンズ (15)把持筒 (16)先細ノズル (17)把手 (18)可撓チューブ (19)レーザー発振器 (20)光ファイバー (20a)出射端 (21)レーザーコントロール電源 (22)制御線 (22a)先端 (23)導線 (24)被加工物 (25)給電クリップ (26)(27)導線 (28)準備スイッチ (29)無線送信器 (30)無線受信器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｐ 3/08 Ｆ１６Ｐ 3/08 // Ｂ２３Ｋ 9/32 Ｂ２３Ｋ 9/32 Ｂ

Claims (10)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 前端に先細ノズルを備える把持筒内に、
   レーザー発振器で発生したレーザー光を導く光ファイバ
   ーの出射端を設け、この出射端より出たレーザー光が、
   前記先細ノズルの前端面付近において焦点を結ぶように
   したレーザートーチと、被加工物に対する給電手段と
   を、作業員が顔面シールド板を装着することによって閉
   じられるようになっているスタートスイッチ、並びに前
   記レーザー発振器を介して直列に接続し、作業員が前記
   顔面シールド板を装着することによってスタートスイッ
   チを閉じさせた状態で、かつ前記レーザートーチの先細
   ノズルの先端と前記給電手段とを被加工物に接触させる
   と、前記レーザー発振器へ電源からの電流を送って、こ
   れを発振させるように回路構成したことを特徴とするレ
   ーザー加工装置。
2. 【請求項２】 把持筒内に集光レンズを設けるととも
   に、前記光ファイバーの出射端をこの集光レンズの後方
   に設けることにより、前記出射端から出たレーザー光
   が、先細ノズルの前端面付近において焦点を結ぶように
   したことを特徴とする請求項１記載のレーザー加工装
   置。
3. 【請求項３】 給電手段が、被加工物の一部へ挟着しう
   る給電クリップであることを特徴とする請求項１または
   ２記載のレーザー加工装置。
4. 【請求項４】 スタートスイッチが、防護マスクにおけ
   る顔面シールド板を上向回動させて開くと開き、作業員
   の顔面を覆うように前記顔面シールド板を下向回動させ
   ると閉じるようになっているものである請求項１〜３の
   いずれかに記載のレーザー加工装置。
5. 【請求項５】 スタートスイッチが、作業員が、その顔
   面を覆うように顔面シールド板を下向回動させた状態
   で、眼部シールド板を開くと開き、眼部シールド板を閉
   じると閉じるようになっているものである請求項１〜４
   のいずれかに記載のレーザー加工装置。
6. 【請求項６】 顔面シールド板によって作動させられる
   スタートスイッチと、眼部シールド板によって作動させ
   られるスタートスイッチとを、直列に接続してなる請求
   項５記載のレーザー加工装置。
7. 【請求項７】 給電手段とレーザー発振器との間に、準
   備スイッチを設けてなる請求項１〜６のいずれかに記載
   のレーザー加工装置。
8. 【請求項８】 準備スイッチを、作業員が防護マスクを
   被ると閉じるようにして、防護マスクに取付けてなる請
   求項７記載のレーザー加工装置。
9. 【請求項９】 準備スイッチを、レーザートーチの一部
   に設けてなる請求項７記載のレーザー加工装置。
10. 【請求項１０】 防護マスクにおける各スイッチを結ぶ
    回路の途中に無線送信器を、また給電手段とレーザー発
    振器を結ぶ回路の途中に、前記無線送信器からの電波を
    受信しうる無線受信器を設けてなる請求項１〜９のいず
    れかに記載のレーザー加工装置。